用超水控制腐浆

介绍超水控制腐浆的原理及优点,并针对超水控制腐浆和优化白水循环的效果进行了试验。结果表明,在白水系统中添加超水可以起到很好的控制腐浆及杀菌效果,并可以改善白水封闭循环中产生的一系列问题,达到提高产量节约成本的目的。

超水棉的形成、危害及预防

超水棉的存在，不但影响棉花的真实重量和棉纤维的物理、化学性能，而且对棉花的收购、加工、储存、运输及纺织使用等方面都有密切的关系。杜绝超水棉，对于保证棉花安全、正确计算公定重量、方便交接结算和纺织使用，都具有十分重要的意义。

超疏水表面加工技术及耐磨性能研究进展

当前制备的超疏水表面耐磨性能普遍较差,因而其在各领域的应用受到限制。研究表明微纳结构和低表面能是实现功能表面超疏水性能的关键因素,因此,首先基于超疏水表面作用机制,对超疏水表面织构进行了归纳,旨在通过优化表面织构来解决微纳结构易磨损难题;然后对超疏水表面加工技术进行了梳理总结,从成本和效率两个方面分析了降低表面能的措施,为拓展超疏水表面加工体系提供思路;进而详细总结了超疏水表面耐磨性的分析手段,并阐述了提高超疏水表面耐磨性的方法;最后,展望了耐磨性超疏水表面的未来发展前景,以期推动超疏水表面在工程中的大规模应用。

油田管道防垢的超疏水涂层的制备和性能研究

为解决管道结垢带来严重的经济损失和安全隐患,将超疏水涂层喷涂在管道内壁表面形成一层保护膜,以阻止流体与管壁的直接接触,研究以环氧树脂为基体,通过添加二氧化硅和氧化铝来构建表面微纳米结构,设计制备了EP-SiO_(2)/Al_(2)O_(3)超疏水涂层,通过调控2种无极纳米粒子的添加量优化涂层配方,并考察EP-SiO_(2)/Al_(2)O_(3)复合涂层的疏水和防垢性能。结果表明,当各投入5.1%SiO_(2)和5.1%Al_(2)O_(3)时涂层附着力为1级,同时接触角可达154.6°,复合涂层的垢结量明显降低,仅为同等状态下环氧涂层的16.5%。为减少油田管道的结垢和腐蚀,提高油田的经济效益和安全效益提供可行途径。

钛合金表面超疏水膜的制备及其耐蚀性与机械稳定性

采用阳极氧化工艺在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜作为过渡层,然后喷涂SiO_(2)颗粒溶胶烘烤使其固化成膜,再通过正辛基三乙氧基硅烷表面修饰,制备出具有微纳米表面结构、接触角为151.6°的超疏水膜。结果表明:超疏水膜的主要成分为Ti、O、Si和C元素,腐蚀电流密度仅为8.06×10^(-8)A/cm^(2),较裸钛合金降低约一个数量级,并且电荷转移电阻和低频阻抗模值较裸钛合金分别增大约7000Ω·cm^(2)、3000Ω·cm^(2),表现出良好的耐蚀性,可作为耐腐蚀膜层对钛合金起到防护作用。超疏水膜经受80次落砂冲击、50次胶带剥离以及沿砂纸往复摩擦400 cm后,接触角仍然大于150°,保持超疏水状态。蜂窝状多孔结构的阳极氧化膜充当过渡层,使溶胶膜和表面修饰形成的薄膜与钛合金基体牢固结合,从而表现出良好的机械稳定性。

凝露条件下环氧超疏水涂层工频污闪特性研究

超疏水材料因其具备优异的憎水性和自清洁性能,在电气设备的防凝露防污闪领域具有广大应用前景,但关于超疏水涂层工频污闪机理尚不明确。利用低表面能改性的纳米SiO_(2)掺杂到环氧树脂中,在基底表面固化成型,制备出环氧超疏水涂层。对超疏水涂层进行凝露条件下的工频污秽闪络试验,并结合闪络过程中涂层表面水滴的运动行为,对不同污秽等级下超疏水涂层污闪过程所表现出的差异进行力学分析。结果表明:纳米SiO_(2)的质量分数为60%时,涂层接触角和滚动角分别为160.4°和3.3°,兼具良好的超疏水性能和耐磨性能。超疏水涂层污闪过程中表面水滴粘附污秽形成液体弹珠,导致水滴运动所受摩擦力增大,大量粘污水滴的滞留是导致涂层闪络电压下降的主要原因。污闪试验结果表明,在相同条件下,与RTV涂层和典型环氧树脂板相比,超疏水涂层具备更低的泄流电流以及更高的闪络电压。

液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴机理研究

以数值模拟为主要手段对液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴演变过程及内在机理进行了系统性的研究工作。首先,发掘出附着模式、弹开Ⅰ模式以及弹开Ⅱ模式等三种液滴碰撞的典型演变模式;其次,从能量角度揭示了Weber数(We)、Bond数(Bo)以及Ohnesorg数(Oh)等无量纲参数对于液滴碰撞动力学行为的影响规律;最后,建立了液滴碰撞典型演变模式与We、Bo、Oh等无量纲参数的依赖关系图谱。结果表明:碰撞液滴之间的能量传递、转换以及黏性耗散直接影响液滴碰撞的动力学行为;随着Oh的减小、Bo的减小以及We的增大,液滴碰撞典型演变模式出现从附着模式到弹开模式的转捩;We-Oh对液滴碰撞典型演变模式的影响规律与We-Bo近乎一致。

电沉积辅助真空处理制备铝合金超疏水保护膜及其性能研究

铝合金是工业领域经常用到的金属材料,为了使其成为耐污、耐腐蚀的高性能超疏水材料,以铝合金为基底、硝酸镧为电沉积液,采用电沉积辅助真空处理法不经修饰直接制备出超疏水铝合金表面。通过对所制备超疏水铝合金表面的形貌、化学组成、浸润性、自清洁、耐腐蚀等方面进行表征和测试可知,所制备铝合金表面存在一层致密的蛛网状微纳米氧化镧粗糙结构,再加上稀土氧化镧本征超疏水的协同作用,使其表现出超疏水特性,对水的接触角可达到160°,滚动角约为5.0°,且具备良好的自清洁、耐磨和耐腐蚀性能。

聚四氟乙烯膜的超疏水改性及应用研究进展

超疏水聚四氟乙烯膜材料具有突出的化学稳定性、高耐热性、强疏水性和高断裂韧性等优点,在膜分离技术领域中广泛应用。为开发高效、低成本、耐久稳定、绿色环保的超疏水改性技术,根据聚四氟乙烯膜的超疏水改性原理,从聚四氟乙烯分子化学结构出发,分析了2种改性机制“不改变聚四氟乙烯的化学结构”和“改变聚四氟乙烯的化学结构”,介绍了超疏水聚四氟乙烯膜材料制备和改性中的优缺点,阐述了超疏水聚四氟乙烯膜材料的功能性应用形式和领域,最后探讨了超疏水聚四氟乙烯膜材料目前存在的问题及未来发展的方向,以期为高性能超疏水聚四氟乙烯膜材料的进一步研究提供参考。

超疏水异质纤维聚结材料的构建及乳化油去除性能

选择常用的聚结除油材料聚四氟乙烯(PTFE),将其表面负载聚苯胺(PANI),成功构建超疏水纤维,并将其与亲水棉(Cot)纤维编织成超疏水/亲水异质材料(PANI/PTFE-Cot)用于处理含油废水。结果表明,具有微/纳结构的PANI成功负载在PTFE上,苯胺的投加量和反应温度影响PANI/PTFE的疏水性能。当反应温度为25℃,苯胺投加量为0.2 mol/L时,其水接触角达到最大,为154°。当PANI/PTFE和Cot纤维数量比为2∶1时,除油效果最佳。与传统的聚结材料PTFE相比,超疏水-亲水PANI/PTFE-Cot异质聚结材料的品质因子提高了46.7%。

超疏水表面的制备及其在含油废水处理中的应用——一个物理化学综合创新实验

以较前沿的科研成果为基础设计了一个物理化学综合创新实验。通过该实验,学生不仅可以了解油污染水环境问题,加深对润湿性一般理论的理解,还可以掌握超疏水材料的制备、接触角表征以及超疏水/超亲油材料对含油废水进行处理的操作和方法。实验融入了较多的课程思政元素,通过引导学生利用课堂学习的表面化学理论知识解决含油废水处理问题,培养学生的社会责任感、专业自豪感、严谨的科学思维和创新能力。

基于复合结构的耐磨超疏水表面制备

超疏水表面在自清洁防尘、防腐蚀、防覆冰方面具有极大应用价值,但其粗糙结构的机械易损伤性影响了应用价值。本研究成功制备了一种机械性能稳健的超疏水铝表面。先采用纳秒激光在铝表面烧蚀微米级结构,再将聚苯乙烯(PS)、疏水性纳米SiO_(2)颗粒依次浸渍在铝表面,制备得到超疏水铝表面。研究表明,超疏水表面具有多尺度分级形貌,在微米级粗糙结构中有间隔为100μm的微米级突出结构。该超疏水表面的最大接触角(CA)为160°,滚动角(SA)小于5°,并经50次磨损测试后仍保持疏水性。与无微米级结构的超疏水铝表面相比,其耐磨损性能优异,证明微米级结构对纳米级疏水颗粒具有重要的保护作用。本研究提供了一个制备多重结构机械稳健的超疏水表面的框架,其研究结果为制备机械稳健的超疏水表面提供了新的思路。

基于碳纳米管涂装的超疏水表面及性能研究

为了实现绿色环保的方式制备超疏水表面,采用碳纳米管(CNT)涂装与SLM-3D打印结合的方式制备金属基底的超疏水表面。利用扫描电子显微镜和表面成分能谱分析进行表征,发现碳纳米管成功涂装至3D打印的类水稻沟槽结构上,并呈现出团簇结构。碳纳米管团簇与试样表面的沟槽结构形成了两级结构特征,无需氟硅烷等含氟物质修饰便获得超疏水特性,其接触角为153.1°,滚动角为8.2°。对碳纳米管涂装和氟硅烷修饰这两种方式制备的试样表面进行耐腐蚀性能、黏附性能、机械性能等测试。结果表明:碳纳米管涂装的超疏水表面不仅具有优异的耐腐蚀性能,而且表面黏附力极小,仅为23.2μN。碳纳米管涂装的试样表面经过线性磨损280 cm后,接触角依然在150°以上。采用3D打印结合碳纳米管涂装的超疏水表面抗破坏力强,疏水功能稳定。

超疏水纳米涂层技术研究进展及应用

受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发,超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而,传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料,制备工艺复杂,耐久性差,防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特的形貌和功能,使超疏水涂层变得多功能、通用、耐用、高效。本文综述了近些年来不同纳米材料超疏水涂层的设计与制备,针对不同超疏水纳米涂层的优缺点进行了评述,并简述了其在各个领域的潜在应用,如防菌、传感器、微流体、催化等。最后,本文指出了关于使用纳米技术的超疏水涂层的最新发展和未来趋势,通过对其新颖的制备策略和对其独特性质的研究为该领域的研究人员提供一定的理论和技术参考,推进超疏水纳米涂层在诸多领域的应用。

基于超疏水滤膜的绝缘油多级过滤除水新工艺

低含水量的绝缘油具有较高绝缘水平,是电网安全、稳定运行的重要保证,这就需要将绝缘油含水量维持在较低区间内,文中致力于解决超疏水滤膜用于绝缘油除水的问题。采用喷涂法能将超疏水SiO_(2)纳米粒子均匀粘接在PP滤芯、滤布、滤纸表面,获得与水接触角大于120°的疏水滤膜。在此基础上,疏水PP滤芯由于精度低,故适用于大通量的绝缘油1级过滤,疏水滤布配合串联过滤装置用于2级过滤可在承受较高油压的同时进一步除去绝缘油中的水,超疏水滤纸除水能力最强,故适用于高精度的绝缘油3级过滤。这种多级过滤可将绝缘油含水量降至10 mg·L^(-1)以下,除水效率高且能满足不同种类绝缘油的除水要求。

超疏水材料及其涂层的研究进展

随着科技的飞速发展,各种新型材料层出不穷,其中超疏水材料及其涂层因其卓越的抗水特性,在医学、建筑、纺织等众多领域展现出广阔的应用前景,逐渐成为近年来备受关注的研究热点和前沿。因此,深入研究超疏水材料及其涂层的理论和制备方法显得尤为重要,这不仅有助于科研人员更好地理解和掌握此类材料的特性和应用,为其进一步的研究提供基础理论支撑,同时也有助于推动相关领域的技术创新和发展。详细阐述了超疏水材料的相关理论,包括其分子结构、表面能和润湿性等基础理论知识。同时,系统探讨了其制备方法,包括采用蜡处理法、光刻技术法、层层自组装法、电化学和化学物理复合法等各种方法制备具有超疏水性能的表面材料,并对各种方法进行比较和评价。最后,详细介绍了超疏水材料的性能及其在不同领域的应用,包括其在自清洁、防腐、防冰和防雾等方面的功能,为读者提供参考和借鉴。然而,超疏水材料及其涂层在实际应用中仍存在一些不足。对这些问题进行了探讨,分析其存在的问题和挑战,同时对未来发展进行了展望,为相关领域的研究提供一定的参考思路。

PTFE改性超疏水PDMS装饰涂层及表面性能分析

随着高分子化学的发展对建筑装饰材料的性能提出了一定要求。选择碳钢作为测试基材,利用碱性不含氰化物电解浴方式制备有机硅聚合物(PDMS)装饰涂层,对PDMS涂层进行聚四氟乙烯(PTFE)改性处理形成超疏水表面。开展实验测试研究其表面润湿性和耐腐蚀性。研究结果表明:PDMS涂层润湿角从31.6°提高至81.5°,经PTFE修饰处理的试样获得了超疏水性。PDMS涂层形成了2个抑制阳极反应的钝化区,获得了更强的耐蚀能力。PDMS涂层PTFE改性后具备比改性前更强耐蚀能力。该研究有助于提高建筑装饰材料表面使用效率,尤其是便民质量。

融冰沿气槽结构超疏水斜面下滑的解析数值分析

文章提出了融冰沿气槽结构超疏水表面顺向下滑过程的物理几何模型.对融冰层液膜微剪切流进行分析,利用超疏水壁面“黏-滑”边界条件建立了微剪切流场的双Fourier级数方程,求得解析数值解,在此基础上研究了融冰层液膜微剪切流的速度分布及冰层下滑速度与超疏水表面气槽占比(a)、斜面倾角(α)以及融冰层液膜厚度(δ)之间的定量规律.研究结果表明,融冰层越薄或空气槽占比越大,融冰层微剪切流场偏离平板剪切流越显著;三相接触线处滑移速度梯度发生突变并达到峰值;a,α与δ的增大均会导致冰层超滑速度非线性增加,融冰层厚度增大到1之后超滑速度趋于渐近解析解函数.基于所取的参数值,a=0.95,δ=0.2以及a=0.9,δ=0.1时,由超疏水壁面结构导致的冰层下滑速度增量相对于总下滑速度的占比超过60%,此时冰层下滑速度主要来自超滑速度的贡献.文章的研究为当前超疏水除冰应用中的相关流体物理过程提供了参考.

超疏水蒸馏膜的功能改性研究进展

膜蒸馏技术因具有操作压力低、温差小、蒸馏液纯净、脱盐率高、可直接分离出结晶产物等优点而备受关注。但缺乏优异疏水性能的蒸馏膜是限制其应用的一个重要因素。迄今为止,科研人员在膜材料的疏水理论研究与超疏水蒸馏膜的功能改性方面开展了大量工作,研究者通过向膜面引入含硅或碳的纳米颗粒来提高膜面粗糙度,选用含氟的改性添加剂降低表面能,采用不同溶剂分散原材料并选择不同的成膜方式,使制备出的蒸馏膜疏水性能有了大幅度提高。本文归纳总结了近年来超疏水蒸馏膜功能改性方法的研究进展,并对改性效果进行了对比分析。分类研究结果表明,表面涂覆法适用于不同类型的基膜,可实现对膜骨架和膜表面的同时改性,既增大膜通量又提高膜的抗污染性能,操作简单,可以应用于大规模生产。与涂覆法相比,静电纺丝掺杂法改性的膜可以最大程度地保持稳定性,在提高耐透水性的同时可以减小改性物质对通量的影响,但其应用范围受到基膜的限制。化学沉积法可获得有梯度的沉积物或混合镀层,相比于涂覆法更容易控制涂层的组成和厚度,可进行更加精准的膜表面改性过程。等离子体等非传统方法多为几种方法的联用,从改性剂材料、操作过程、操作条件等方面均为蒸馏膜的改性开辟了新方向。本文分类分析了不同改性方法采用的疏水添加剂、分散剂、操作方法与操作条件,并对比了不同方法改性后的膜通量、孔隙率、脱盐率、过滤周期等指标,结合过滤方式评价了不同改性方法的优缺点,展望了超疏水改性蒸馏膜商业化应用面临的问题及发展前景,旨在为开发成本低廉、操作简单、膜通量高、抗污染能力强的超疏水蒸馏膜提供参考。